EMANの物理学 過去ログ No.94 〜

 ● フォノンとベルの不等式

  投稿者:いち - 2006/06/09(Fri) 11:24  No.94 
音波を量子化したものをフォノンと言うらしいですが,
音波の実験で,フォノンとして物理を作った場合は,
ベルの不等式はどうなるんですかね.
音波自体は,バリバリの古典論でいけそうなので,
ベルの不等式に合うような気がするのですが.
と,思いましたが,そもそも波なのでベルの不等式は
破るような気もしますね.
「量子化」っても言ってますしね.

しかし,実際の実験もできないかな〜.
でも,フォノンには,スピンとか,ベルの不等式を作る
ネタがないような気もするしな(でもフォノンはボソン
なのか・・・へ〜 by wikipedia)
フォノンとベルの不等式でググッても,ネタが無いな〜
こんなん意味ないのかな.

とぐたぐたとしてたら,はじめから実在するのは,全部
「波」と考えたら,量子力学いらないんじゃないの?っ
て気がしてきました.こりゃ,弦理論か?というか,
そういえばEMANさんも「この世は光でできている」って
言ってまldjふぁljsf;ldかjsdf

  投稿者:EMAN - 2006/06/09(Fri) 23:27  No.95 
 フォノンですか。 私もまだよく理解できていないんですよね。 昔、本を読んで分かった気になったけれど、全く説明できない状態で情けないです。
 そろそろ、その辺りの記事も書きたいので復習を始めようと思います。 後で書き直すことを覚悟で飛び込んでみるしかないですね。


 まぁ、この場合の音というのは格子振動のことですから、バリバリの量子力学でしょうね。

 「音というのは物質中を伝わる振動の事だろ?
 じゃあ結晶格子の振動を音と呼んで何が悪い?」

ってなニュアンスで名付けられてます。

 教科書を読むと、途中まで古典力学の連成振動のような話が続いて、さらっと交換関係が追加されて、量子力学の話なのか、古典力学の範囲の高等テクニックなのか、どうもよく分からなくなるんですよ。

  投稿者:明男 - 2006/06/10(Sat) 08:43  No.96 
こんにちは。

フォノン、プラズモン、エキシトン、などは物性(固体物理)分野では盛んに研究されているようですね。
物理的にみれば、多体系の話であり、格子振動と電子密度波の相互作用のモードとして捉えられる気がしますが、やはり量子力学的に扱わねば精度の高い結果が得られないということでしょうか。要は(基本となる)相互作用のスケールが量子力学的距離であるということでしょう。もちろん周期的境界条件によるゾンマーフェルト条件のような量子化が必然となる事情もあるでしょうが。

近年の研究、表面(界面)物理、2次元物質などは言うに及ばず、通常の物質内でも日常的に量子力学的効果が、「実は」現れているのだ、というのが実験手法の進歩とともに明らかにされてきたのだと思っています。

物性といえばバンド理論をかなり突っ込んで勉強しないと、手も足もでない気がしますが、やはり、応用物理ですから、軽く流すほうが良いのかな、という気もします。

ただ、個人的には「透明な金属」などの開発にはこの方面にヒントが隠されているようで、ちょっと興味があります。

  投稿者:いち - 2006/06/10(Sat) 12:27  No.97 
明男さん,こんにちは.

>物性といえばバンド理論をかなり突っ込んで勉強しないと、手も
>足もでない気がしますが、やはり、応用物理ですから、軽く流す
>ほうが良いのかな、という気もします。

なんか最近,応用物理も勉強した方が,基礎物理が
より理解できるようになるような気がしてます.
どう思いますか.

  投稿者:明男 - 2006/06/10(Sat) 13:07  No.98 
>いちさん、こんにちは。

それは、まったくその通りです。

個々の細胞の研究をどんなに詳しく行っても、人間全体を再構築することは難しいように、素過程の積み上げだけでは、複雑で要因の多い現実の物質や現象を解き明かすことは困難です。

一方、我々はそのような世界の住人であり、我々の周囲で起きている物理的現象の理解には、基礎物理のみではそれこそ蟷螂の斧です。

先人たちの築いた膨大な知見は、応用面にこそ科学技術そのものとして花開いています。
私が軽く流した方がいいかも、と言ったのは、あくまで、EMANさんの記事についてのことです。あんまりあれもこれもと心配されると、潰れかねないと思ったからです。

余裕のある方はどんどん色んな物理のあり方を知ることがベストです。思いもかけない発見や常識を覆す理論など、面白いですよ。そして、(先日も言った気がするが)自分が最も強く惹かれた分野を極めることが肝要です。一芸に秀ずれば、百般に通ず、です。では、また。

  投稿者:いち - 2006/06/11(Sun) 00:36  No.99 
>余裕のある方はどんどん色んな物理のあり方を知ることがベ
>ストです。思いもかけない発見や常識を覆す理論など、面白
>いですよ。そして、(先日も言った気がするが)自分が最も
>強く惹かれた分野を極めることが肝要です。一芸に秀ずれ
>ば、百般に通ず、です。では、また。

なるほど.明男さん,ご教授ありがとうございました.

  投稿者:EMAN - 2006/06/12(Mon) 12:52  No.102 
> 私が軽く流した方がいいかも、と言ったのは、あくまで、EMANさんの記事についてのことです。あんまりあれもこれもと心配されると、潰れかねないと思ったからです。


 やはりそういう意味でしたか。
 私がフォノンの記事を書きたいと思うのは物性にまで手を広げようという意図はなくて、電子や光子を理解するために、フォノンを経由するのが一番分かり易いのではないかという考えからです。

 この辺りのアプローチは教科書によって異なっていて、本当にどれも同じ事を言っているのかどうか、まだ確信が持てないままです。

 この土日にまとまった時間教科書が読めた(実は体調が悪かったのでそれを言い訳にして寝込んでいられた)ので、フォノン経由の方法で目的地へ行けるというイメージが強くできてきました。

 いや、ずっと以前からその方針で行こうと思っていて、毎回少しずつ何かが分かりかけているわけですが、どうも教科書の不親切さに戸惑うばかりです。
 分からないまま先へ進んでも複雑になる一方で解決するような気もしません。 もう少し時間を掛けて、教科書を離れて自分であれこれ試してみたりするしかないでしょうね。


  投稿者:明男 - 2006/06/12(Mon) 23:36  No.104 
こんにちは。

お気持ちはとても良く分かります。

日常生活の中で目にするほとんどの現象は光子と電子の彩なす世界ですから、そこを理解することは或る意味、現実世界を理解するということに対して本質的です。

物性論を踏まえて量子力学や素粒子論を見直せれば、視野の広い、深みのある記事が書けることは間違いないと思います。物質中の電子の振る舞いや光子との相互作用は分かっているようで、案外分かってないですね。(高温)超伝導などいい例です。

ところで、いつ寝てるんだろうと老婆心ながら心配していましたが、体調の悪いときは呉々もご用心を。では、また。

  投稿者:EMAN - 2006/06/13(Tue) 01:42  No.105 
> ところで、いつ寝てるんだろうと老婆心ながら心配していましたが、体調の悪いときは呉々もご用心を。

 本当にありがとうございます。

 先ほど一旦床について、眠れず・・・どうやらフォノンを経由しない方が説明する上で得策かと、考えが変わりました。

 結晶格子は具体的でイメージしやすいのですが、不連続で存在するために、初めにこれを説明しようとすると余計なことで悩んで引っかかってしまうのではないかと思うのです。 私がそれでずっと引っかかってました。

 フォノンの方がむしろ応用的なんですよね、歴史的にもそうですし・・・だんだんもやが晴れてきています。 まだ解釈に苦しむ部分は多いですけど。